Timer có 3 chế độ PWM như đã giới thiệu ở trên và trong biến tần này sử dụng chể độ Phase Correct PWM, cấu trúc bộ PWM như hình vẽ sau:
Hình 3.13: Điều khiển phát xung
Tín hiệu răng cưa tạo ra chính là giá trị đếm tức thời trong thanh ghi TCNTn. Trong chế độ Phase Correct PWM thì giá trị này sẽ được đếm tăng tử 0x00 (BOTTOM) cho đến 0x3FF (TOP) sau đó đếm ngược lại từ TOP về BOTTOM. Do sử dụng chế độ điều biến PWM 10bit cho nên độ phân giải của biến tần là 10bit tức là sẽ tương ứng với 1024 trạng thái như đã tính trong công thức. Do đó các giá trị xung răng cưa và xung điều khiển đều là các tín hiệu rời rạc có thể hình dung hình dạng và giá trị của chúng ở hình trên
Trong chế độ biến tần này thì trong quá trình đếm tăng của PTMR nếu có sự so sánh bằng nhau giữa PDCx và giá trị trong PTMR thì sẽ cho mức tín hiệu “0” ở chân đầu ra PWM. Còn nếu khi đếm giảm thì mỗi khi có sự so sánh băng giữa giá trị PDCx vào PTMR thì sẽ đặt mức “1” ở đẩu ra PWM.
Giá trị điều khiển tần số ở mạch điều khiển tương tự hay mạch điều khiển số sẽ được chương trình xử lí tín hiệu tính toán ra giá trị tần số đặt cho động cơ. Trong chương trình thì do tần số của xung răng cưa lớn hơn rất nhiểu so với tần số xung điều khiển cho nên co thẻ coi trong một chu kì của xung răng cưa thì giá trị biên độ của xung điều khiển sẽ không đổi. Thời gian lấy giá trị sin mới trong bảng sin được tính toán trong chương trình tuỳ thuộc vào tỉ lệ chu kì của xung điều biến và xung răng cưa.
Trong chế độ Phase Correct PWM thì giá trị của thanh ghi PDCx được nạp mỗi khi PTMR đếm về BOTTOM. Như vậy đây cũng chính là thời gian để nạp giá trị sóng sin mới trong bảng sin.
Hình 3.14: Dạng xung răng cưa và xung điều biến rời rạc Thuật toán điều khiển
cho bộ điều khiển như sau:
1.Thuật toán điều khiển chung 2.Thuật toán kiểm tra dòng
3.Thuật toán điều biến độ rộng xung
urc
Thuật toán điều khiển chung
66
Cài đặt ban đầu cho Timer, ADC,…
Start?
Nhận tín hiệu điều khiển tương tự
Xử lí tín hiệu tương tự
Đưa ra thông tin về tần số, chu kì
Chương trình Điều biến rộng xung cho ba
pha
Chương trình hiển thị thông tin bằng led
Nhận tín hiệu điều khiển số Chương trình đo tốc độ, dòng của động cơ Quá dòng? Reset? Bắt đầu Cấm các đầu ra PWM Dừng? đ s đ s đ s s
Thuật toán kiểm tra dòng Bắt đầu Biến đổi tỉ lệ So sánh Iph1>Idặt Đọc tín hiệu từ biến dòng 1 Cấm các đầu ra PWM Đưa ra tín hiệu dòng Iph1 Biến đổi tỉ lệ Đọc tín hiệu từ biến dòng 2 Đưa ra tín hiệu dòng Iph2 So sánh Iph2>Idặt Kết thúc Thông báo lỗi ra
Thuật toán điều biến độ rộng xung
KẾT LUẬN
Tạo xung răng cưa(Urc)
Udk > Urc
Nhận thông tin về tần số đặt,hệ số điều biên
Thay đổi giá trị trong bảng Sin
Tạo sóng Sin(Udk)
Tạo xung điều khiển IGBT nhóm dưới
Tạo xung điều khiển IGBT nhóm trên
Có ngắt tràn Timer
Kết thúc Bắt đầu
KẾT LUẬN
Trong 12 tuần thực hiện đồ án tốt nghiệp “Thiết kế mạch điều khiển
biến tần 3 pha 15KW, 380V ” cùng với sự hướng dẫn nhiệt tình của các thầy cô
giáo trong bộ môn đặc biệt là các thầy giáo: Ths.Vũ Ngọc Minh, cùng với giúp đỡ của các bạn trong lớp về cơ bản em đã hoàn thành những nội dung cơ bản cuả đồ án tốt nghiệp.
Bản đồ án bản đồ án đã thực hiện những nội dung cơ bản sau:
+ Nghiên cứu tổng quan về động cơ không đồng bộ xoay chiều 3 pha + Tìm hiểu cấu trúc các bộ biến tần
+ Đi sâu tìm hiểu bộ biến tần PWM + Tính toán chọn van công suất + Xây dựng mạch điều khiển + Xây dựng mạch diver
Tuy nhiên do hạn chế về mặt thời gian cũng như những kiến thức thực tế của bản thân nên trong quá trình tính toán, thiết kế, lập trình không tránh khỏi những thiếu sót.
Trong thời gian làm đồ án em đã thực sự làm việc nghiêm túc cố gắng học hỏi tìm tòi tài liệu ở trên mạng cũng như ở các bạn trong lớp. Đồng thời trong quá trình làm mô hình em đã củng cố và nâng cao được những kiến thức lí thuyết đã học được và mở rộng được kiến thức thực tế trong chế tạo, cách vận dụng những kiến thức đã học vào trong thực tế cũng là một vấn đề rất phức tạp.
Bên cạnh những kiến thức trong kĩ thuật thì em còn học hỏi được nhiều trong cách thức làm việc, giải quyết vấn đề của các thầy cô trong bộ môn.
Em mong rằng sau khi tốt nghiệp ra trường em có thể vận dụng có hiệu quả những kiến thức đã học được trong trường, đã học hỏi được ở các thầy cô giáo để thực hiện có hiệu quả trong những công việc sau này. Đồng thời không ngừng học hỏi them trong công việc để có thể dần dần lắm bắt được những kiến thức công nghệ và thực hiện được trọng trách của một kĩ sư chuyên ngành điện để không phụ công ơn dạy dỗ của các thầy cô và gia đình.
Em xin chân thành cảm ơn đến toàn thể các thầy cô giáo trong Khoa Điện - Điện Tử Trường Đại Học Hàng Hải đặc biệt thầy Vũ Ngọc Minh đã tận tình hướng dẫn chỉ bảo tận tình cho em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Hơn nữa đã vun đắp cho em những kiến thức khoa học kĩ thuật cần thiết cho công việc của mỗi chúng em trong quá trình làm việc sau này.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hải phòng, ngày 15 tháng 11 năm 2013
Sinh viên thực hiện
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Võ Minh Chính, Phạm Quốc Hải, Trần Trọng Minh, “Điện Tử Công Suất”, Nhà xuất bản KHKT – 2004.
[2]. Vũ Quang Hồi, “Trang Bị Điện - Điện Tử Công Nghiệp ”, Nhà xuất bản GD – 2000.
[3]. Nguyễn Văn Liễn, Nguyễn Mạnh Tiến, Đoàn Quang Vinh, “Điều
Khiển Động Cơ Xoay Chiều cấp từ Biến Tần Bán Dẫn”, Nhà xuất bản KHKT –
2004.
[4]. Đỗ Xuân Thụ, Đặng Văn Chuyết, Nguyễn Viết Nguyên, Nguyễn Vũ Sơn, Nguyễn Đức Thuận, Ngô Lệ Thuỷ, Ngọ Văn toàn, “Kĩ Thuật Điện Tử”, Nhà xuất bản GD.
[5]. Vũ Gia Hanh, Trần Khánh Hà, Phan Tử Thụ, Nguyễn Văn Sáu, “Máy
Điện”, Nhà xuất bản KHKT – 2003.
Một số trang Web truy cập
[8]. ww w . A tme l . c o m
[9]. w ww.diend a n d i entu.com
[10]. ww.diendw a n sv . com
[11]. ww.Allw d a t a s h e et.com
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU...1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ...2
1.1 SƠ LƯỢC VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ...2
1.1.1 Cấu tạo:...2
1.1.2. Đặc điểm của động cơ không đồng bộ:...5
1.1.3. Những đại lượng ghi trên động cơ không đồng bộ:...5
1.1.4. Cách đấu dây của động cơ:...5
1.1.5. Vai trò của động cơ không đồng bộ:...7
1.1.6 Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ:...7
1.1.7 Các phương trình cơ bản của động cơ không đồng bộ:...11
1.2 TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG BIẾN TẦN...24
1.2.1 Khái niệm...24
1.2.2 Phân loại...24
1.2.3 Phân loại biến tần gián tiếp...26
Bộ biến tần nguồn áp có ưu điểm là tạo ra dạng dòng điện và điện áp sin hơn, dải biến thiên tần số cao hơn nên được sử dụng rộng rãi hơn...27
1.2.5 Phương pháp điều biến độ rộng xung ( PWM 1: Pulse Width Modules)...28
CHƯƠNG 2: TÍNH CHỌN MẠCH CÔNG SUẤT...29
2.1 MẠCH CHỈNH LƯU...29
2.2 MẠCH LỌC...30
2.2.1 Một số loại mạch lọc đã biết...30
2.2.2 Tác dụng của mạch lọc...31
2.3 MẠCH NGHỊCH LƯU...31
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN...34
3.1 VI ĐIỀU KHIỂN DSPIC30F4011...34
3.1.1 Giới thiệu chung về họ vi điều khiển DsPic30f4011...34
3.1.2 Đặc điểm chung của vi điều khiển DsPic30f4011...34
3.1.3 Cấu trúc của vi điều khiển dsPic30F4011...36
3.2.1 Thông số cơ bản...54
3.2.2 Đặc tính kĩ thuật...55
3.3 MẠCH ĐIỀU KHIỂN...57
3.4 XÂY DỰNG PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN...62
3.4.1 Thuật toán điều khiển...62